智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法

摘 要：智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估是智能無人技術(shù)與裝備體系論證與發(fā)展規(guī)劃的有效手段，構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)體系是進(jìn)行智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估的首要前提。介紹了國內(nèi)外構(gòu)建作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系技術(shù)現(xiàn)狀，提出了將一種制勝機(jī)理與數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法，分析了智能化作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系框架構(gòu)建與認(rèn)知域指標(biāo)屬性度量等關(guān)鍵技術(shù)，為構(gòu)建通用的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系提供理論參考。

關(guān)鍵詞：智能化作戰(zhàn);效能評(píng)估;指標(biāo)體系

中圖分類號(hào)：E917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2024.06.022

Method of building intelligent warfare effectiveness

evaluation index system

CAO Zhimin， ZHOU Yufang

（Jiangsu Automation Research Institute， Lianyungang 222061，China）

Abstract：The evaluation of intelligent combat effectiveness is an effective means for the demonstration and development planning of intelligent unmanned technology and equipment systems. Building a scientific and reasonable evaluation index system is the primary prerequisite for conducting intelligent combat effectiveness evaluation. The current status of technology for constructing operational effectiveness evaluation index systems are analyzed both domestically and internationally. A method for constructing intelligent operational effectiveness evaluation index systems that combines mechanism analysis and data mining is proposed. Key technologies such as the framework construction of intelligent operational effectiveness index systems and the measurement of cognitive domain index attributes are analyzed， providing theoretical reference for constructing a universal intelligent operational effectiveness evaluation index system.

Key words：intelligent warfare; effectiveness evaluation; index system

收稿日期：2023-11-30 修回日期：2024-01-07

作者簡介：

曹志敏（1965—），男，研究員，研究方向?yàn)槲淦餮b備體系仿真與效能評(píng)估。

周玉芳（1968—），女，研究員。

人工智能等新技術(shù)快速發(fā)展，催生了新的軍事變革。俄烏沖突中大量智能無人裝備投入戰(zhàn)場，標(biāo)志著智能化戰(zhàn)爭時(shí)代已悄然來臨。目前，智能化戰(zhàn)爭沒有統(tǒng)一的定義，吳明曦［1］認(rèn)為，智能化戰(zhàn)爭是基于仿生、類腦原理和AI的戰(zhàn)場生態(tài)系統(tǒng)，以“能量機(jī)動(dòng)和信息互聯(lián)”為基礎(chǔ)、以“網(wǎng)絡(luò)通信和分布式云”為支撐、以“數(shù)據(jù)計(jì)算和模型算法”為核心、以“認(rèn)知對(duì)抗”為中心，多域融合，跨域攻防，無人為主，集群對(duì)抗，虛擬與物理空間一體化交互的全新作戰(zhàn)形態(tài)。近年來，世界各軍事強(qiáng)國都在大力發(fā)展無人裝備，廣泛布局智能技術(shù)，以期在未來智能化戰(zhàn)爭中掌握主動(dòng)。然而，智能技術(shù)與無人裝備如何發(fā)展、智能技術(shù)將會(huì)帶來怎樣的作戰(zhàn)效能、無人裝備體系的薄弱環(huán)節(jié)在哪里等問題都急需得到答案，智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估是解決這些問題的有效手段，其中，構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系是開展智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估的首要前提。

與機(jī)械化、信息化等戰(zhàn)爭相比，智能化戰(zhàn)爭的制勝機(jī)理發(fā)生了根本性變化，認(rèn)知域成為智能化作戰(zhàn)爭奪的制高點(diǎn)，作戰(zhàn)模式從網(wǎng)絡(luò)中心向決策中心轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的系統(tǒng)效能和信息化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系已不完全適用，急需建立新的評(píng)估理論和方法，因此，智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建成為研究的熱點(diǎn)。本文分析了國內(nèi)外構(gòu)建作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系的先進(jìn)思想，提出了一種將制勝機(jī)理與數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法，分析了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，可為智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估提供理論參考。

1 國內(nèi)外研究情況

1.1 國外情況

隨著戰(zhàn)爭時(shí)代的演變，美軍不斷探索新作戰(zhàn)效能評(píng)估理論方法。信息化戰(zhàn)爭時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)成為主要作戰(zhàn)模式，信息成為影響信息化作戰(zhàn)效能的主導(dǎo)因素，其效能評(píng)估理論從傳統(tǒng)的消耗為中心轉(zhuǎn)向信息為中心。為評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)，美軍國防部組織團(tuán)隊(duì)，深入分析網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)制勝機(jī)理，歷時(shí)3年多，建立了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架［2］，提出了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的相關(guān)度量指標(biāo)，涵蓋了信息共享、交互質(zhì)量、協(xié)同決策、行動(dòng)同步、部隊(duì)靈活性等頂層概念指標(biāo)，為美軍信息化作戰(zhàn)所有應(yīng)用評(píng)估的指標(biāo)體系構(gòu)建提供了通用框架。網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架如圖1所示。

進(jìn)入智能化戰(zhàn)爭時(shí)代，美軍圍繞決策中心戰(zhàn)的理念，開展作戰(zhàn)效能評(píng)估理論研究，針對(duì)智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估探索了相關(guān)指標(biāo)。例如，2020年美軍戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心（CSBA）在《MOSAIC WARFARE》［3］報(bào)告中提出了決策復(fù)雜度、生成COA（Course of Action）的時(shí)間延遲、同時(shí)指揮行動(dòng)數(shù)量等表征智能化作戰(zhàn)全新特點(diǎn)的效能評(píng)估指標(biāo)，如圖 2、3、4所示。

1.2 國內(nèi)情況

國內(nèi)在信息化戰(zhàn)爭作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系方面，開展了大量的研究。以國防大學(xué)為代表的研究團(tuán)隊(duì)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系具有整體涌現(xiàn)性、動(dòng)態(tài)演化性等復(fù)雜特性，結(jié)合體系超網(wǎng)概念模型，提出了運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析方法構(gòu)建動(dòng)態(tài)指標(biāo)網(wǎng)［4-5］，并基于社團(tuán)分析方法挖掘關(guān)鍵指標(biāo)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化體系效能評(píng)估指標(biāo)體系。盡管復(fù)雜體系能夠涌現(xiàn)出什么結(jié)果事先難以預(yù)測(cè)，但呈現(xiàn)出來的結(jié)果是可以觀察測(cè)量的。對(duì)于難以量化的，至少也需要給出定性評(píng)估結(jié)果。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化體系效能評(píng)估指標(biāo)由“樹”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬W(wǎng)”，由“簡單和”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝楷F(xiàn)和”的特點(diǎn)，提出了網(wǎng)絡(luò)化體系效能評(píng)估建模的創(chuàng)新理念，建立了網(wǎng)絡(luò)化體系“兩級(jí)五層”效能評(píng)估建模框架［6］，如圖5所示。

在某基礎(chǔ)研究項(xiàng)目中，建立了突出信息優(yōu)勢(shì)的多視圖效能評(píng)估指標(biāo)體系，其中，在信息質(zhì)量評(píng)估方面，針對(duì)戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)中靜態(tài)目標(biāo)、動(dòng)態(tài)目標(biāo)、環(huán)境等一致性評(píng)估特點(diǎn)，建立了動(dòng)態(tài)目標(biāo)一致性評(píng)估指標(biāo)體系，主要用于評(píng)估指控系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)信息處理結(jié)果與實(shí)際情況的一致性。如圖6所示。

智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系研究方法處于起步階段。齊智敏等人［7］從智能無人機(jī)群體能力、作戰(zhàn)條件變量和群體條件變量三個(gè)維度，構(gòu)建智能無人機(jī)群體作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系;潘長鵬等人［8］在ADC法的基礎(chǔ)上附加了作戰(zhàn)保障能力系數(shù)，構(gòu)建了包含總體效能層、作戰(zhàn)過程層、局部效能層和裝備性能層四層指標(biāo)的艦載無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同對(duì)海突擊作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系;黃傳吉等人［9］基于無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)觀察-判斷-決策-行動(dòng)（OODA）作戰(zhàn)環(huán)，分析無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)各階段的效能影響因素，綜合考慮無人機(jī)協(xié)同感知能力、協(xié)同通信能力、協(xié)同策劃能力、協(xié)同組隊(duì)能力以及協(xié)同打擊能力，建立了無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系等。目前的研究成果主要是從不同的需求出發(fā)，構(gòu)建具體任務(wù)下的無人機(jī)集群作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)，還未形成能夠體現(xiàn)智能體系、網(wǎng)絡(luò)體系等共同作用下的作戰(zhàn)效能以及體系與組分間關(guān)聯(lián)關(guān)系的指標(biāo)體系，缺乏方法論和通用指標(biāo)體系框架。

2 智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法

美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法的邏輯起點(diǎn)是分析網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的制勝機(jī)理，即魯棒的網(wǎng)絡(luò)化部隊(duì)將改善信息共享與協(xié)同能力，進(jìn)而提高信息質(zhì)量以及共享的態(tài)勢(shì)曉知質(zhì)量，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)同和自同步，并提高指揮的連續(xù)性和速度，最終極大地提高任務(wù)效能。在此基礎(chǔ)上，建立網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架，作為構(gòu)建作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系的通用框架，針對(duì)頂層核心概念，依次細(xì)化概念屬性和屬性定義等。該方法從作戰(zhàn)體系的制勝機(jī)理出發(fā)，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)核心概念進(jìn)行邏輯分析建立作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系的方法具有普遍的指導(dǎo)意義。智能化作戰(zhàn)是在信息化作戰(zhàn)體系的基礎(chǔ)上，疊加了智能技術(shù)與無人裝備。智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系可以在信息化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系基礎(chǔ)上納入自主化、智能化多種要素，融合并拓展成智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系。

另一方面，智能化作戰(zhàn)體系是在網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系基礎(chǔ)上，運(yùn)用多種無人裝備和智能算法所形成的更復(fù)雜的作戰(zhàn)體系，其具備的自主、智能等特性使得作戰(zhàn)效能的因果關(guān)系更加復(fù)雜，某些現(xiàn)象看似毫不相關(guān)，實(shí)際卻密切關(guān)聯(lián)，只是深藏在內(nèi)部不易被人們認(rèn)知，就像“啤酒與尿布”故事。因此，單純依靠傳統(tǒng)的分析方法難以建立全面科學(xué)的評(píng)估指標(biāo)體系。近年來，人們針對(duì)這一問題提出了基于數(shù)據(jù)挖掘的效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法，主要邏輯是實(shí)兵演練和兵棋推演等生成的大量數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著最真實(shí)的體系組分因果等關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過對(duì)演練大數(shù)據(jù)的挖掘，能夠提取隱藏在復(fù)雜作戰(zhàn)體系能力指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及影響體系能力的關(guān)鍵指標(biāo)［8］，形成更全面的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系。

綜合上述兩種指標(biāo)體系構(gòu)建思想，本文提出一種將制勝機(jī)理與數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法。其主要方法如下：

首先，研究智能化作戰(zhàn)能力生成機(jī)理，分析智能化作戰(zhàn)的制勝機(jī)理，辨識(shí)決策優(yōu)勢(shì)、殺傷網(wǎng)等智能化戰(zhàn)爭制勝的關(guān)鍵要素。

其次，以網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架為基礎(chǔ)，將決策優(yōu)勢(shì)、殺傷網(wǎng)等智能化戰(zhàn)爭制勝的關(guān)鍵要素融合并擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架內(nèi)，形成覆蓋物理域、信息域、認(rèn)知域以及社會(huì)域的通用化智能化作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系框架。

第三，引入大數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵影響因素構(gòu)建指標(biāo)體系的先進(jìn)思想，充分利用智能化作戰(zhàn)實(shí)兵演練與作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘，挖掘智能化作戰(zhàn)結(jié)果的關(guān)鍵影響因素和水平，進(jìn)一步修正上述的評(píng)估指標(biāo)體系和度量指標(biāo)。

第四，迭代上述步驟，逐步優(yōu)化形成科學(xué)的物理域、信息域、認(rèn)知域等多域深度融合的智能化作戰(zhàn)體系效能評(píng)估指標(biāo)體系。指標(biāo)體系構(gòu)建流程如圖7所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)建科學(xué)的效能評(píng)估指標(biāo)體系要解決兩個(gè)層面的問題：一是評(píng)估指標(biāo)體系框架，二是指標(biāo)屬性定義和度量。對(duì)于智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系，由于體系的復(fù)雜性和智能的不確定性，兩個(gè)層面都存在困難。

3.1 智能化作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系框架構(gòu)建技術(shù)

評(píng)估指標(biāo)體系框架不僅支持任務(wù)完成率、作戰(zhàn)效率等體系整體效能評(píng)估，而且要覆蓋物理域、信息域、認(rèn)知域以及編隊(duì)級(jí)、平臺(tái)級(jí)等多域多層能力評(píng)估。由于智能技術(shù)在體系構(gòu)建、運(yùn)行和對(duì)抗階段的作用機(jī)理不清楚，智能化作戰(zhàn)體系在OODA各環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)傳遞機(jī)理不清楚等原因，導(dǎo)致科學(xué)合理地選擇和構(gòu)建效能評(píng)估指標(biāo)十分困難。

要解決這一問題，可以通過研究

智能化作戰(zhàn)體系的系統(tǒng)“集成聚優(yōu)”和體系“聯(lián)動(dòng)涌效”的機(jī)理，弄清無人智能所帶來的復(fù)雜認(rèn)知對(duì)抗下OODA各環(huán)節(jié)優(yōu)勢(shì)傳遞路徑，聚焦大量無人平臺(tái)和智能技術(shù)組合快速生成大量殺傷鏈以及對(duì)敵施加決策困境的關(guān)鍵影響，借鑒美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念框架的思想，在物理域、信息域、認(rèn)知域等重點(diǎn)突出無人智能技術(shù)對(duì)決策速度、決策協(xié)同、行動(dòng)同步、行動(dòng)復(fù)雜性、部隊(duì)敏捷性等指標(biāo)構(gòu)成，形成通用的智能化作戰(zhàn)評(píng)估指標(biāo)體系框架（初步）。如圖8所示。

利用該框架在認(rèn)知域擴(kuò)展出智能決策質(zhì)量、多域殺傷網(wǎng)質(zhì)量等適應(yīng)作戰(zhàn)體系、編隊(duì)（群）等多層級(jí)認(rèn)知域評(píng)估指標(biāo)（部分），如圖9所示。利用這些指標(biāo)就可以快速分析智能技術(shù)或算法優(yōu)劣。

從裝備體系層次角度，初步構(gòu)建了包括使命任務(wù)、作戰(zhàn)體系、網(wǎng)絡(luò)體系、編隊(duì)、個(gè)體、裝備等多層次的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系，見表1。它對(duì)于裝備運(yùn)用因果分析具有較好的適應(yīng)性。初步指標(biāo)體系中指標(biāo)之間可能存在不同程度的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，后續(xù)還需要進(jìn)行篩選優(yōu)化，形成科學(xué)完備的指標(biāo)體系。其中，對(duì)于智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估來說，殺傷網(wǎng)閉合時(shí)間、兵力復(fù)雜度、兵力敏捷性、群體智能決策等指標(biāo)是重點(diǎn)指標(biāo)。

3.2 認(rèn)知域指標(biāo)屬性分解與度量技術(shù)

構(gòu)建實(shí)用的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系的關(guān)鍵步驟之一是對(duì)每一個(gè)指標(biāo)屬性進(jìn)行分解，同時(shí)對(duì)每一個(gè)屬性定義其度量指標(biāo)。由于認(rèn)知域的復(fù)雜性和智能的不確定性，以及認(rèn)知域指標(biāo)屬性大多具有模糊性不宜用一個(gè)絕對(duì)的數(shù)值表示，給認(rèn)知域指標(biāo)屬性分解與度量帶來很大的困難。例如，決策同步指標(biāo)，分解其屬性至少需要包括一致性、現(xiàn)實(shí)性、精確性、適當(dāng)性、完整性、準(zhǔn)確性、相關(guān)性、及時(shí)性、不確定性等。之后需要對(duì)每一個(gè)屬性進(jìn)行定義，如相關(guān)性，度量決策對(duì)完成眼前任務(wù)的重要程度，需要用模糊化語言進(jìn)行分級(jí)分類度量，如不相關(guān)、弱相關(guān)、相關(guān)、強(qiáng)相關(guān)等分級(jí)分類度量。表2以協(xié)同決策指標(biāo)為例，說明指標(biāo)屬性的分解、屬性定義及度量指標(biāo)。

4 結(jié)束語

智能化戰(zhàn)爭時(shí)代已悄然來臨，無人裝備與智能技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)成為趨勢(shì)，智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估成為發(fā)現(xiàn)無人智能技術(shù)和裝備體系薄弱環(huán)節(jié)的有效手段，為無人裝備、智能技術(shù)發(fā)展決策提供重要支撐。但目前國內(nèi)在構(gòu)建智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系方面處于初步研究階段，缺乏通用的方法論和標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)體系框架支撐。本文綜合國內(nèi)外構(gòu)建指標(biāo)體系先進(jìn)理念，提出了一種將機(jī)理分析與數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建方法，分析了智能化作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系框架構(gòu)建與認(rèn)知域指標(biāo)屬性度量等關(guān)鍵技術(shù)，為構(gòu)建通用化的智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系提供理論參考。下一步需要深入研究智能化作戰(zhàn)能力生成機(jī)理，結(jié)合演習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵影響因素，進(jìn)一步優(yōu)化智能化作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系，并開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

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（責(zé)任編輯：張培培）